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USB-シリアルアダプタ、または単にUSBアダプタは、 USBデータ信号とシリアル通信規格（シリアルポート）間の変換に使用されるプロトコルコンバータの一種です。USBデータ信号は、 RS-232、RS-485、RS-422、またはTTLレベルのUARTシリアルデータに変換されるのが一般的です。旧式のシリアルプロトコルであるRS-423は現在ではほとんど使用されておらず、USB-RS-423アダプタもあまり普及していません。
用途
USB-シリアルRS-232アダプタは、民生用、商用、産業用アプリケーションでよく使用されますが、USB-シリアルRS-485/422アダプタは通常、主に産業用アプリケーションでのみ使用されます。現在、USB-TTLレベルUARTコンバータは、マイクロコントローラに直接接続できるため、学生や愛好家の間で広く使用されています。
USB を他の標準プロトコルまたは独自のプロトコルに変換するアダプタも存在しますが、これらは通常シリアル アダプタとは呼ばれません。
主なアプリケーションシナリオは、USB ベースのコンピュータが、データ転送のセキュリティが通常は問題にならない、 D-sub (通常はDE-9またはDB-25 ) コネクタまたはネジ端子を備えたシリアルデバイスにアクセスして通信できるようにすることです。
USBシリアルアダプタには、絶縁型と非絶縁型があります。絶縁型には、フォトカプラやサージサプレッサが搭載されており、静電気やその他の高電圧サージがデータラインに侵入するのを防ぎ、アダプタや接続されたシリアルデバイスのデータ損失や損傷を防ぎます。非絶縁型には静電気や電圧サージに対する保護機能がないため、通常は非クリティカルなアプリケーションや短距離通信にのみ推奨されます。
歴史
歴史的に、ほとんどのパーソナルコンピュータにはD-subシリアルRS-232ポート（COMポートとも呼ばれる）が内蔵されており、これを使用してコンピュータをほとんどの種類のシリアルRS-232デバイスに接続できました。1990年代後半になると、多くのコンピュータメーカーがシリアルCOMポートを段階的に廃止し、代わりにUSBポート（MicrosoftのPC97アーキテクチャに一部依存）を導入し始めました。
2000 年代半ばまでに、一部のコンピュータにはシリアル COM ポートと USB ポートの両方が搭載されていましたが、その時点では多くのコンピュータにシリアル COM ポートが搭載されておらず、今日ではほとんどの最新コンピュータにはシリアル COM ポートはなく、代わりに USB ポートのみが搭載されています。
RS-232、RS-485、または RS-422 ポートを備えた多くのシリアル デバイスは現在でも使用され、製造されているため、パーソナル コンピュータからシリアル COM ポートが消えたことで、USB からシリアルへのアダプタが必要になりました。
建築
簡略化した例として、一般的な標準的なUSB-シリアルアダプタは、USB信号を処理するUSBプロセッサチップで構成されています。USBプロセッサは処理されたUSB信号をシリアルドライバチップに送信し、シリアルドライバチップは適切な電圧を印加して処理されたデータ信号をシリアル出力に送信します。[ 1 ]
コンピュータがデータ信号を検出して処理できるようにするには、ドライバをコンピュータにインストールする必要があります。FTDIなど一部のチップモデルではデフォルトでドライバがインストールされていますが、他のチップモデルでは手動でドライバをインストールする必要があります（例：WindowsおよびMacOSの場合、WCH（Jiangsu Qin Heng）CH340、[ 2 ] Silicon Labs 210x、[ 3 ] Prolific PL2303 [ 4 ]）。
USB-シリアルアダプタをUSBポート経由でコンピュータに接続すると、コンピュータ上のドライバが仮想COMポートを作成します。このポートは、Windowsではデバイスマネージャー、LinuxおよびMacOSでは/dev下に表示されます。この仮想COMポートは、内蔵シリアルCOMポートのようにアクセスして使用できます。
しかし、仮想COMポートの特性は、主にデータ遅延のために、実際の内部COMポートと完全に同じではありません。つまり、非常に敏感で正確なデータ転送が必要な場合、USBシリアルアダプタは信頼性が低く、望ましいソリューションではない可能性があります。[ 5 ]仮想COMドライバは通常、Windows、Linux、Macでのみ利用可能です。[ 6 ]
参考文献
- ^ 「適切なUSB-シリアルアダプタを選択するための5つのステップ」 。 2012年10月14日閲覧。
- ^ 「WCH CH340 USB UARTチップ」 。 2018年12月11日閲覧。
- ^ 「Silicon Labs CP210x USB-UARTブリッジVCPドライバー」 。 2018年12月11日閲覧。
- ^ 「USB to UART/シリアル/プリンター」www.prolific.com.tw . 2021年3月7日時点のオリジナルよりアーカイブ。2021年11月6日閲覧。
- ^ 「RS-232-USBコンバータ」 。 2012年10月14日閲覧。
- ^ 「FTDI ドライバー」 。 2012年10月14日閲覧。
